Приспособление для присоединения местных систем центрального парового или водяного отопления к теплофикационной магистрали, работающей на высоком давлении или перегретой соде Советский патент 1934 года по МПК F24D3/02 

Предлагаемое приспособление, включаемое между теплофикационной магистралью и местной системой отопления, предназначается для снижения давления магистрали или превращения перегретой воды в пар низкого давления для местной системы отопления.

Приспособление дает возможность присоединения к теплофикационной магистрали с перегретой водой любой местной паровой системы отопления: паровой системы отопления высокого или низкого давления, а также паровакуум-отопления. Кроме того, с помощью приспособления возможна регулировка паровых систем отопления, благодаря изменению температуры перегретой воды.

При горячем водоснабжении теплофикационной магистралью с больщим давлением приспособление предназначается для получения в местной системе малого давления, что в свою очередь дает возможность применить керамиковые и т. п. радиаторьц

Приспособление выполнено в форме спаренных между собой коловратных двигателя и насоса, из которых первый включается между подающим трубопро. водом теплофикационной магистрали и разводящей сетью местной системы,

(361)

а второй соединяет обратные трубопроводы системы и магистрали. Движение получается под влиянием разности крутящих моментов на вращающемся валу-барабане двигателя и насоса от воздействия на их лопасти теплоносителя, входящего в систему и уходящего из нее.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают вид приспособления в двух проекциях; фиг. 3 - разрез приспособления по оси подающего трубопровода; фиг. 4 - разрез по ВВ на фиг. 2; фиг. 5 и 6 - вид лопаток в двух проекциях; фиг. 7-схему распределения усилий и моментов на валу приспособления; фиг. 8 - схему сети отопления.

Корпус приспособления выполнен в форме смещенных относительно друг друга цилиндров, из которых первый снабжен патрубками и 5, а второй- патрубками 4 л 7. Патрубком 6 приспособление 18 (фиг. 9) присоединяется к ответвлению подающего трубопровода 29 теплофикационной магистрали, а патрубком 5-к разводящему трубопроводу 28 местной системы отопления. К патрубку 4 присоединяется обратный трубопровод 27 местной системы, а патрубком 7 приспособление связывается

ti обратным трубопроводом 30 теплофикационной магистрали. Таким образом, обогревающий агент совершает путь по местной системе непременно при ходе через оба цилиндра приспособления (фиг. 1, 2 и 9). В обоих цилиндрах помещен общий для них вращающийся барабан 14, расположенный эксцентрично относительно общей коленчатой (колено 20) оси О и О, укрепленной болтами 2, 2 к торцевым крыщкам 10, 10, в свою очередь укрепленным с сальниками 7, 7 к фланцам 3, 3 обоих цилиндров. Барабан 14 снабжен продольными прорезами 72 для свободно надеваемых на ось 2 лопаток 13, помещающихся в горячем цилиндре с патрубками 6, 5, и лопаток 77, располагаемых в холодном цилиндре с патрубками 4, 7. Таким образом, оба цилиндра представляют спаренные друг с другом коловратные двигатель 8 и насос 9 с эксцентрично расположенным вращающимся поршнем (барабаном) 14, снабженным выдвижными лопатками (лопастями) 13, 77, скользящими при вращении барабана по внутренним поверхностям обоих цилиндров. Последние отделены друг от друга перегородкой J9, вплотную прилегающей к барабану J4.

Предполагается, что вода, поступающая от теплофикационной магистрали в патрубок 6, имеет некоторое давление //2, а вода, поступающая через патрубок 5 в сеть потребителя, имеет давление Aj. Вода же, поступающая в патрубок 4 от местной сети, имеет давление hi, и вода обратной линии теплофикации за патрубком 7-давление //iСкорости в приспособлении предполагаются очень маленькие-порядка от 0,5 до 0,05 MJceK.

По законам гидравлики горячая вода с напором //2, находясь в цилиндре 8, будет оказывать давление в направлениях, перпендикулярных к его внутренним стенкам. Давление № на внутренний барабан 14 не оказывает никакого влияния, так как равнодействующая этого давления проходит через центр этого барабана 14 в тонке С (фиг. 10).

Давление//2 на часть лопатки 13, которая выходит из барабана 14 до внутренней поверхности цилиндра 8, будет давать некоторый момент относительно

точки О. С другой стороны, со стороны патрубка 5 будет какое-то противодавление АЗ, в результате чего лопатка относительно точки О будет иметь некоторый момент, равный разности моментов этих напоров. Так как плечо этого момента одинаково как для напора Н, так и для напора h, то, считая, что площадь соприкосновения лопатки с водой будет равна/Из, на лопатку будет действовать сила, равная - 2).

Эта сила PZ относительно точки О дает какой-то момент, который породит на внутреннем цилиндре 14 в точке прохода лопатки силу /G, касательную к барабану 14.

С- другой стороны, принимая те же размеры лопатки и ту же площадь /м, для холодной ветви получается сила: (Hi - fi,i), направленная прямо противоположно. Эта сила относительно точки О дает момент, сопровождающийся появлением на внутреннем барабане в точке выхода лопатки 77 силу/Ci, также касательную к внутреннему барабану J4. Если имеется момент времени, когда HI //2 AI 2 или вообще ) то и двигатель и насос будут находиться в покое. Достаточно иметь незначительное увеличение силы Pj, как они оба получат вращение относительно своих осей, перебрасывая некоторые объемы воды из одной части приспособления в другую и наоборот. Таким образом, получается редуцирование воды из большего давления в меньщее (для горячей воды) и из меньшего давления в большее (для холодной воды). Это увеличение давления: Д Р возможно создавать искусственно, содной стороны, и, с другой стороны, онов озникнет само собой, если иметь постоянный вес воды, проходящей через приспособление как в ту, так и в другую сторону. Предполагается, что количество проходящей воды будет Q кг/час и удельный объем воды: горячей-v и холодной-v. Разность объемов проходящей воды, равная Q ( ), вызывает .необходимость увеличения площади соприкосновения воды с лопаткой для горячей воды на величину, зависящую прямо пропорционально от выражения Q (jy - fj).

Увеличение площади возможно делать за счет длины лопаток L. Следоаательно при одних и тех же Н, HI, h. Л возможно иметь различные Р и именно РЗ PI- При Н HI и Лг Aj .разность Д Р будет выражаться при средней скорости воды в V м/сек.

д р () ()

f-p

При различных напорах //2, М, 2. AI разность сил Pj и PI, т. е. Д Р будет при

2

.

t;2(//,-/Z2)ср

(Я1-ЛО

что при HZ HI и Л| АЗ даст первую формулу.

Для данного расхода воды . и перепада давлений (температур и т. д.) мощность, необходимая для сообщения движения частям приспособления, есть величина постоянная и не зависит от конструкции прибора.

Вода, выбрасываемая через патрубок 5 и освобожденная от большего давления, мгновенно начнет испаряться в своей массе. Так как при установке приспособления учитывается определенное давление для точки присоединения патрубка 5, то, следовательно, испарение согласно законам правил фаз остановится именно на этом давлении, и в результате получится часть пара и часть воды соответствующей температуры для данного давления.

Для того, чтобы получившийся из воды пар мог уместиться и хорошо отделился от воды, к патрубку 5 приспособления 18 (фиг. 9 и 8) присоединяется испаритель 24, связываемый с одной стороны через вентиль 26 с подающим трубопроводом (паропроводом для случая работы на перегретой воде) 28

местной системы, а с другой стороны- с обратным трубопроводом 27 при помощи конденсационного ответвления 25.

Предмет изобретения.

1.Приспособление для присоединения местных систем центрального парового или водяного отопления низкого давления .к теплофикационной магистрали, работающей на высоком давлении или перегретой воде, отличающееся применением спаренных между собою коловратных двигателя 8 и насоса Р, первый из которых включен в прямую (разводящую) ветвь 6,5 местной системы, а второй-в ее обратную ветвь 4, 7, присоединенную к обратному водоводу теплофикационной магистрали-в целях снижения давления, а также и превращения перегретой воды в пар низкого давления в местной системе центрального отопления при работе приспособления под влиянием разности крутящих -моментов на валу (барабане) 14 двигателя и насоса от воздействия на их лопасти теплоносителя.

2.Форма выполнения приспособления по п. 1, отличающаяся тем, что общий для двигателя и насоса вал 14 выполнен пустотелым и снабжен прорезами 72 для лопаток 13 двигателя и лопаток 11 насоса, свободно надетых на жестко закрепленные в стенках приспособления оси О , О, расположенные эксцентрично относительно оси вала 14 по геометрическим осям прямого и обратного потоков теплоносителя.

3.В приспособлении по пп. 1 и 2 применение для случая работы на перегретой воде испарителя 24, включенного в обратную ветвь 4 местной системы в целях отвода неиспарившейся воды.

Фиг. I

. 3

4